BSE Angewandte Informatik - SoSe24 - Hausarbeit: Unterschied zwischen den Versionen
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== | [[Datei:Lernset - Einsteiger Kit für Arduino.jpg|thumb|rigth|450px|Abb. 1: Lernset - Einsteiger Kit für Arduino]] | ||
[[Kategorie:Arduino]] | |||
{|class="wikitable" | |||
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| '''Autor:''' || [[Benutzer:Ulrich_Schneider| Prof. Dr.-Ing. Schneider]] | |||
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| '''Modul''' || Business and Systems Engineering, Modulprüfung Ingenieurwissenschaftliche Vertiefung I | |||
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| '''Modulbezeichnung:''' || BSE-M-2-1.03 | |||
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| '''Modulverantwortung:''' || Axel Thümmler | |||
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| '''Lehrveranstaltung:''' || Angewandte Informatik | |||
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| '''Abgabetermin:''' || 28.07.2024 | |||
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== Einleitung == | |||
Ein Arduino ist ein Mikrocontroller. Mit ihm lassen sich einfach Sensordaten im PC verarbeiten und Aktoren in Echtzeit anzusteuern. Die Programmierung | |||
geschieht in dieser Hausarbeit über MATLAB<sup>®</sup>/Simulink. Die Hardware wurde Ihnen in der Vorlesung Angewandte Informatik vorgestellt. | |||
Für diese Hausarbeit benötigen Sie die hier aufgeführte Hardware: | |||
* Funduino Set | |||
* Sensor laut Tabelle 1. | |||
{| role="presentation" class="wikitable mw-collapsible mw-collapsed" | |||
| <strong>MATLAB<sup>®</sup>/Simulink </strong> | |||
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Die Arduino-Entwicklungsboards können nicht nur mit der eigenen Arduino-Software programmiert werden. Die Programmierung ist sogar mit MATLAB<sup>®</sup> | |||
und Simulink möglich. Dazu siehe z. B. folgende Videos/Webinare von der Firma The MathWorks: | |||
*[https://www.mathworks.com/videos/using-arduino-with-matlab-and-simulink-100477.html?s_tid=srchtitle Using Arduino with MATLAB and Simulink] | |||
*[https://www.mathworks.com/videos/programming-arduino-uno-with-simulink-86316.html?%20form_seq=conf1008 Programming Arduino Uno with Simulink] | |||
*[https://www.mathworks.com/help/releases/R2020a/supportpkg/arduino/examples.html?s_cid=doc_ftr Simulink Support Package for Arduino Hardware — Examples] | |||
*[https://www.mathworks.com/videos/install-the-matlab-and-simulink-support-packages-for-arduino-106497.html?s_tid=srchtitle_videos_main_2_arduino%20support Install the MATLAB and Simulink Support Packages for Arduino] | |||
|} | |||
{| role="presentation" class="wikitable mw-collapsible mw-collapsed" | |||
| <strong>Getting started </strong> | |||
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* Besorgen Sie sich die in Tabelle 1 aufgedführte notwendige Hardware. | |||
* Installieren Sie MATLAB<sup>®</sup>/Simulink auf Ihrem PC. | |||
* Nehmen Sie das [http://de.mathworks.com/videos/programming-arduino-uno-with-simulink-86316.html Beispiel] in Betrieb. | |||
* Starten Sie Simulink und nutzen Sie den Blocksatz mit Simulink Support Package for Arduino Hardware. | |||
* Wählen Sie die Hardwareplattform Arduino Uno aus. | |||
* Verwenden Sie [2https://www.mathworks.com/help/supportpkg/arduino/ug/remotely-monitoring-and-controlling-anapplication- | |||
on-hardware.html Model & Tune], um Ihre Parameter im laufenden Betrieb zu variieren und die Daten mit Scope oder Display live anzuzeigen. | |||
* Variieren Sie die Blinkfrequenz von 2 Hz auf 1 Hz und 0,5 Hz. | |||
|} | |||
== Praxisaufgaben == | |||
{| class="wikitable" | {| class="wikitable" | ||
|+ Tabelle | |+ Tabelle 1: Übersicht der Sensoren | ||
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! # !! Bild !! Bezeichnung !! Artikelnummer !! Bearbeitung !! verliehen !! Rückgabe | ! # !! Bild !! Bezeichnung !! Artikelnummer !! Bearbeitung !! verliehen !! Rückgabe | ||
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| 1 || [[Datei:Arduino MembranDrucksensor FSR402.jpg|ohne|100px|]] || [https://funduinoshop.com/elektronische-module/sensoren/druck-gewicht/fsr402-flexibler-membran-drucksensor | | 1 || [[Datei:Arduino MembranDrucksensor FSR402.jpg|ohne|100px|]] || [[Membran Drucksensor FSR402]]||[https://funduinoshop.com/elektronische-module/sensoren/druck-gewicht/fsr402-flexibler-membran-drucksensor F23105959]|| Dorothea Tege || 04.07.24 | ||
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| 2 || [[Datei:Wägedrucksensor_mit_Wägezelle_-_1kg.jpg|ohne|100px|]] || [[Wägedrucksensor mit Wägezelle (1kg) HX711AD]]||[https://funduinoshop.com/elektronische-module/sensoren/druck-gewicht/hx711ad-waegedrucksensor-mit-waegezelle-1kg-gewichtsmessung F23106145]|| [[Benutzer: Felix Neubauer|Felix Neubauer]] || 04.07.24|| | |||
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| 3|| [[Datei:KapFeuchtesensor.jpg|ohne|100px|]] || [[ Kapazitiver Feuchtigkeitssensor]] ||[https://funduinoshop.com/elektronische-module/sensoren/feuchtigkeit/kapazitiver-feuchtigkeitssensor F23108595]|| [[Benutzer: Ken Hilz| Ken Hilz]] || 04.07.24 || | |||
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| 4|| [[Datei:Water Sensor.jpg|ohne|100px|]] || [[Grove - Wassersensor]] ||[https://www.reichelt.de/de/en/arduino-grove-water-sensor-grv-water-sens-p191157.html?r=1 GRV WATER]|| [[Benutzer: Denim Hilz| Denim Hilz]]|| nichts ausgeliehen || | |||
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| 5|| [[Datei:SE050 02.jpg|ohne|100px|]] || [[Herzfrequenz/Pulsesensor SE050]] ||[https://funduinoshop.com/elektronische-module/sensoren/biometrie/herzfrequenzsensor-pulsesensor F23106819]|| [[Benutzer: Weiran Wang |Weiran Wang ]] || 04.07.24 || | |||
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| 6|| [[Datei:KY-039.jpg|ohne|100px|]] || [[Herzschlagsensor KY-039]] ||[https://funduinoshop.com/elektronische-module/sensoren/biometrie/ky-039-sensor-fuer-pulsmessung F23108606]|| Rick Bürger || 04.07.24 || | |||
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| 7|| [[Datei:125khz-em4100-rfid-karte-lesen-modul-rdm6300-uart-kompatibel-arduino-.jpg|ohne|100px|]] || [[125K RFID Empfänger Modul RDM6300]] ||[https://funduinoshop.com/elektronische-module/wireless-iot/rfid-nfc/125k-rfid-empfaenger-modul-rdm6300-uart-ausgang F23106980]||[[Benutzer: Benedikt Lipinski|Benedikt Lipinski]] || 04.07.24 || | |||
|- | |||
| 8|| [[Datei:RFID Card.jpg|ohne|100px|]] || [https://funduinoshop.com/elektronische-module/wireless-iot/rfid-nfc/rfid-tag-scheckkartenformat-125khz RFID TAG - Scheckkartenformat, 125kHz] || F23107076|| [[Benutzer: Benedikt Lipinski|Benedikt Lipinski]]|| 04.07.24 || | |||
|- | |||
| 9|| [[Datei:RFID RC522.jpg|ohne|100px|]] || [[RFID-KIT mit Mifare RC522 Empfänger]]|| [https://funduinoshop.com/elektronische-module/wireless-iot/rfid-nfc/rfid-kit-mit-mifare-rc522-empfaenger FUN-1010560]|| [[Benutzer: Niklas Reeker|Niklas Reeker]] ||04.07.24|| | |||
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<!-- | |||
| 10|| [[Datei:DEBOENCODER 1.jpg|ohne|100px|]] || [[Drehimpulsgeber KY-040]] || [https://funduinoshop.com/search?sSearch=1010566 1010566] ||[[Benutzer: Felix Neubauer|Felix Neubauer]] || Selbstkauf, Arduinobaukasten verliehen am 04.07.24 || | |||
--> | |||
|- | |||
| 10|| [[Datei:GY-906-MLX-90614-Infrarot-Thermometer-back.png|ohne|100px|]] || [[Infrarot Thermometer GY-906 MLX90614]] || [https://funduinoshop.com/elektronische-module/sensoren/temperatur/gy-906-mlx90614-infrarot-thermometer F23108552] || [[Benutzer: Johann Kismann|Johann Kismann]] || 04.07.24 || | |||
|- | |- | ||
| | | 11|| [[Datei:UV-Sensor-UVM-30A 600x600.png|ohne|100px|]] || [[UV-Sensor UVM30A]] || [https://funduinoshop.com/elektronische-module/sensoren/licht-farbe/uv-sensor-uvm30a F23106967] || [[Benutzer: Oliver Scholze|Oliver Scholze]] || 04.07.24 || | ||
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| | | 12|| Thema offen || Thema offen || - || Sophie Koerner || 03.07.24 || | ||
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| | | 13|| [[Datei:Sortierkoffer.jpg|ohne|100px|]] || Arduinobaukasten und [[Arduino Sensorsammlung|Sensorsammlung]] (komplett) || - || Sophie Koerner || 03.07.24 || | ||
|} | |||
Offene Themen: | |||
* Koerner Sophie | |||
== Regelwerk == | |||
{| role="presentation" class="wikitable mw-collapsible mw-collapsed" | |||
| <strong>Für diese Prüfung gelten nachfolgenden Regeln: </strong> | |||
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| | | | ||
{| class="wikitable" | |||
|+ Text der Überschrift | |||
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| | | 1. || Deadline für die Abgabe ist der 28.07.2024 um 23:00 Uhr. | ||
|- | |- | ||
| | | 2. || Täuschungsversuche werden mit 6.0 bewertet. Ähnliche Lösungen oder die Verwendung einer KI wie chatGPT gelten als Täuschungsversuch. | ||
|- | |- | ||
| | | 3. || Begründen Sie Ihre Lösungen in Form von Kommentaren stichwortartig im Quelltext. Alle Lösungen müssen nachvollziehbar und begründet sein. | ||
|- | |- | ||
| | | 4. || Arbeiten Sie nachhaltig und sorgf¨altig. Halten Sie sich beispielsweise an das Anforderungsdokument [[Medium:Programmierrichtlinien_für_Matlab.pdf|Programmierrichtlinien für MATLAB<sup>®</sup>]], verwenden Sie Header, bei | ||
Funktionen eine MATLAB<sup>®</sup>-Hilfe und erläuternde Kommentare. | |||
|- | |- | ||
| | | 5. || Dokumentieren Sie Ihre Ergebnisse in Ihrem Sciebo-Ordner nach wissenschaftlichem | ||
Stand in deutscher Sprache. Legen Sie Ihr Versuchsprotokoll (*.pdf) und die Simulink- | |||
Modelle (*.slx) zur Bewertung ab. | |||
|- | |- | ||
| | | 6. || Beachten Sie die Zitierregeln, wenn Sie das geistige Eigentum anderer Personen verwenden. | ||
|- | |- | ||
| | | 7. || Ausschließlich lauffähiger Quelltext wird bewertet. | ||
|- | |- | ||
| | | 8. || Beantworten Sie die Verständnisfragen technisch tiefgründig. | ||
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| | | 9. || Bauen Sie die Schaltungen auf Ihrem Breadboard auf. | ||
|- | |- | ||
| | | 10. || Ordnen Sie Ihre Simulink-Modelle und beschriften Sie diese mit Header, Autoren, Funktion | ||
und hilfreichen Kommentaren. Beschriften Sie Signalleitungen. | |||
|- | |- | ||
| | | 11. || Bevorzugen Sie Simulink-Blöcke einer eingebetteten m-Function, da diese echtzeitfähig sind. | ||
|- | |- | ||
| | | 12. || Dokumentieren Sie Ihre Ergebnisse im HSHL-Wiki nach wissenschaftlichem Stand in deutscher Sprache. Legen Sie Ihr Versuchsprotokoll und die Simulink- | ||
Modelle (*.slx) zur Bewertung ab. | |||
|- | |- | ||
| | | 13. || Belegen Sie Ihren Erfolg mit einem Video. | ||
|- | |- | ||
| | | 14. || Wenden Sie sich bei Fragen frühzeitig an Herrn Ebmeyer (Tel. -847) oder Prof. Schneider (Tel. -806). | ||
|- | |- | ||
| | | 15. || Ihre Note wird erst nach Rückgabe der Hardware publiziert. | ||
|} | |||
|} | |||
=== Softwareanforderungen === | |||
Es dürfen ausschließlich die folgenden Software-Werkzeuge verwendet werden. | |||
{| class="wikitable" | |||
|- | |- | ||
! Anwendung | |||
! Software-Werkzeug | |||
! Bezug über... | |||
|- | |- | ||
| | | Projektplan Gantt-Diagramme | ||
| Gantt-Project | |||
| [https://www.ganttproject.biz] | |||
|- | |||
| Programmablaufplan | |||
| PAP | |||
| [http://friedrich-folkmann.de/papdesigner/Hauptseite.html] | |||
|- | |||
| Modellbasierte Programmierung | |||
| Simulink R2023b-R2024a<br> | |||
Simulink Support Package for Arduino Hardware | |||
| Softwareportal HSHL | |||
|- | |||
| Schaltplan | |||
| National Instruments Multisim | |||
| Softwareportal HSHL | |||
|- | |||
| Verdrahtungsplan | |||
| Fritzing | |||
| [https://fritzing.org/] | |||
|- | |- | ||
|} | |} | ||
== Bewertungsschema == | |||
Folgt in Kürze | |||
== Anhang == | |||
A [[Regeln für Simulink-Modelle]]<br> | |||
B [[Gliederung einer Hausarbeit]] | |||
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-- | → zurück zum Hauptartikel: [[BSE_Angewandte_Informatik_-_SoSe24|BSE Angewandte Indormatik SoSe24]] | ||
Aktuelle Version vom 7. Juli 2024, 16:18 Uhr
Autor: | Prof. Dr.-Ing. Schneider |
Modul | Business and Systems Engineering, Modulprüfung Ingenieurwissenschaftliche Vertiefung I |
Modulbezeichnung: | BSE-M-2-1.03 |
Modulverantwortung: | Axel Thümmler |
Lehrveranstaltung: | Angewandte Informatik |
Abgabetermin: | 28.07.2024 |
Einleitung
Ein Arduino ist ein Mikrocontroller. Mit ihm lassen sich einfach Sensordaten im PC verarbeiten und Aktoren in Echtzeit anzusteuern. Die Programmierung geschieht in dieser Hausarbeit über MATLAB®/Simulink. Die Hardware wurde Ihnen in der Vorlesung Angewandte Informatik vorgestellt. Für diese Hausarbeit benötigen Sie die hier aufgeführte Hardware:
- Funduino Set
- Sensor laut Tabelle 1.
MATLAB®/Simulink |
Die Arduino-Entwicklungsboards können nicht nur mit der eigenen Arduino-Software programmiert werden. Die Programmierung ist sogar mit MATLAB® und Simulink möglich. Dazu siehe z. B. folgende Videos/Webinare von der Firma The MathWorks: |
Getting started |
on-hardware.html Model & Tune], um Ihre Parameter im laufenden Betrieb zu variieren und die Daten mit Scope oder Display live anzuzeigen.
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Praxisaufgaben
# | Bild | Bezeichnung | Artikelnummer | Bearbeitung | verliehen | Rückgabe |
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1 | Membran Drucksensor FSR402 | F23105959 | Dorothea Tege | 04.07.24 | ||
2 | Wägedrucksensor mit Wägezelle (1kg) HX711AD | F23106145 | Felix Neubauer | 04.07.24 | ||
3 | Kapazitiver Feuchtigkeitssensor | F23108595 | Ken Hilz | 04.07.24 | ||
4 | Grove - Wassersensor | GRV WATER | Denim Hilz | nichts ausgeliehen | ||
5 | Herzfrequenz/Pulsesensor SE050 | F23106819 | Weiran Wang | 04.07.24 | ||
6 | Herzschlagsensor KY-039 | F23108606 | Rick Bürger | 04.07.24 | ||
7 | 125K RFID Empfänger Modul RDM6300 | F23106980 | Benedikt Lipinski | 04.07.24 | ||
8 | RFID TAG - Scheckkartenformat, 125kHz | F23107076 | Benedikt Lipinski | 04.07.24 | ||
9 | RFID-KIT mit Mifare RC522 Empfänger | FUN-1010560 | Niklas Reeker | 04.07.24 | ||
10 | Infrarot Thermometer GY-906 MLX90614 | F23108552 | Johann Kismann | 04.07.24 | ||
11 | UV-Sensor UVM30A | F23106967 | Oliver Scholze | 04.07.24 | ||
12 | Thema offen | Thema offen | - | Sophie Koerner | 03.07.24 | |
13 | Arduinobaukasten und Sensorsammlung (komplett) | - | Sophie Koerner | 03.07.24 |
Offene Themen:
- Koerner Sophie
Regelwerk
Für diese Prüfung gelten nachfolgenden Regeln: | ||||||||||||||||||||||||||||||
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Softwareanforderungen
Es dürfen ausschließlich die folgenden Software-Werkzeuge verwendet werden.
Anwendung | Software-Werkzeug | Bezug über... |
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Projektplan Gantt-Diagramme | Gantt-Project | [1] |
Programmablaufplan | PAP | [2] |
Modellbasierte Programmierung | Simulink R2023b-R2024a Simulink Support Package for Arduino Hardware |
Softwareportal HSHL |
Schaltplan | National Instruments Multisim | Softwareportal HSHL |
Verdrahtungsplan | Fritzing | [3] |
Bewertungsschema
Folgt in Kürze
Anhang
A Regeln für Simulink-Modelle
B Gliederung einer Hausarbeit
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